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¿EVOLUCIÓN DEL CICLO OTTO?

 

 
 

El último límite

Los turbodiesel pueden estar llegando a un límite de potencia a menos que se consiga elevar el régimen de giro entregando par, lo que supondría elevar el régimen de potencia máxima. Si vemos que la elevación de presión de inyección de 200 bar a 1500 bar sirvió para sustituir la precamara de combustión, a la vez que permitió mantener el régimen de potencia máxima en 4000 RPM , consiguiendo con todo esto potencia elevadas frente a los hasta ahora diesel lentos de inyección directa manteniendo los bajos consumos de este tipo de motor. La gestión electrónica junto con la EGR ha contenido la contaminación por óxidos nítricos.

Las vías para seguir escalando en potencia en diesel están más o menos claras.

a) Elevar la presión de inyección, lo que permite fragmentar el combustible y acelerar su quemado . 2000 bares parece un limite por encima del cual la mejora es muy baja.

b) Aumentar la cantidad del aire admitido, por la vía de incrementar la presión de trabajo del turbo o sobrealimentación. Es la tendencia normal, ya que su limite más alto se fija por los óxidos nítricos fruto de la temperatura de la cámara y por la resistencia física y térmica de los materiales .

c) Rebajar la relación de compresión, que permite mantener diferencia de presión muy elevadas entre presión final cámara y presión de inyección, lo que permite una disgregación rápida y efectiva del combustible. Elevando el régimen de entrega de par, lo que supone elevar el régimen de entrega de la potencia máxima.

La elevación de la presión de sobrealimentación parece muy limitada, ya que como es sabido las ultimas potenciaciones han reducido la relación de compresión en cada subida de potencia del motor.

La rebaja de la relación hasta bajar de 15:1 o 14:1 comprometería el rendimiento del motor en cuanto a que la reducción de la temperatura de la cámara bajaría mucho cuando el aire de entrada sea frío y el turbo no aumente la presión, perjudicando el quemado del combustible inyectado en momento y tiempo adecuado.

La elevación del régimen de potencia máxima , es difícil ya que en la evolución del diesel moderno de automoción de inyección directa no se ha visto superar las 4000 RPM como régimen de entrega de potencia máxima, aunque si consideramos que con cámaras de turbulencia se llego a motores con la entrega de potencia máxima de 5000 RPM, aunque para ello se aprovechaba la turbulencia que se generaba en la pre cámara para llegar a usar rápida y completamente todo el volumen previamente caliente de la cámara de combustión. No es descabellado que se vuelva a recuperar dicho régimen aunque habrá que ser imaginativos para aumentar más la turbulencia del aire/combustible..

Si consideramos que una evolución lógica nos permitiría esperar un 25% ó un 30% de ganancia a base de aumentar el llenado y reducir la relación de compresión, a la vez que la mejora de la tecnología en general en vista de la evolución actual y los valores en que nos movemos.

Y que la subida del régimen hasta las 5000 RPM incrementaría otro 25% la potencia . Es esperable en el termino de medio o largo plazo una ganancia aún de un 50% de potencia, el cual se nos antoja, poco ( en términos relativos) si consideramos que en la pasada década la subida ha sido de un 100% desde los sobrealimentados y un 200% frente a los atmosféricos, Pero además será difícil ya que requerirá un desarrollo extra , no solo tecnológico como hasta ahora si no innovador en cuanto a la creación de una mayor turbulencia que agilice el quemado.

Sin embargo los ciclos Otto han mejorado en eficacia en las versiones atmosféricas, que con la llegada de la inyección directa y las ventaja en cuanto a mantener la relación de compresión ( sin detonación ) y la ganancia que le da en rendimiento a cargas parciales , así como las reducciones de emisiones y consumos contenidos frente a antiguas versiones potenciadas con sobrealimentación que precisaban mezclas ricas a altas cargas.

Se aventura un futuro prometedor de estos ciclos otto debidamente sobrealimentados, que si bien no crecerán en potencia como los ciclos diesel ( que ha más que triplicado la de un atmosférico equivalente) ni veremos reducciones de consumos como supuso en el diesel la supresión de la cámara de turbulencia. Si podemos esperar que las versiones turbo de motores de gasolina vuelvan al mercado ofreciendo amplios rangos de régimen de entrega de potencia y prestaciones muy elevada con cilindradas contenidas y rendimientos aceptables, algo que ahora solo se ha visto en ciclos diesel.

Sin duda el diesel va acercándose a su techo, mientras los ciclos otto ven reverdecer sus laureles.

http://autoblog.it/post/il-nuovo-motore-biturbo-bmw

N-54

 

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